模塊集成化凈水設備結(jié)構(gòu)描述
本模塊化凈水系統(tǒng)分為五個部分組成（斗狀網(wǎng)格絮凝反應區(qū)、緩衡過度布水區(qū)、斜管沉淀區(qū)、集排泥區(qū)、V形過濾區(qū)），進水電動閥、進水流量儀表、液位儀表、濁度/余氯、模塊化凈水設備，加藥設備執(zhí)行機構(gòu)、消毒設備執(zhí)行機構(gòu)、水反沖洗模塊、汽反沖洗模塊、排污閥運行方式手動/自動/遠程。
本模塊化凈水裝置具有自動進水、自動定時排泥、自動反沖洗、并能根據(jù)清水池的液位來控制本身設備的自動化和其它相關(guān)設備的自動化連鎖等。
采用網(wǎng)格絮凝池反應絮凝，箱式結(jié)構(gòu)，是水廠常規(guī)物理處理三大工藝剛開始的一道關(guān)鍵工序，原水進入網(wǎng)格絮凝、沉淀之前要經(jīng)過管式混合器加藥口處，加入絮凝劑（溶液）后，初混合后的水需經(jīng)過多層網(wǎng)格絮凝，流速進一步減緩，水流通過網(wǎng)格的孔眼時水流收縮，過網(wǎng)后水流擴大，流速減小，持續(xù)分段紊動，絮體顆粒均勻的得到多次重復碰撞，有效的擠出絮體內(nèi)部的水分，在絮凝劑的作用下，形成易于分離的密實絮體，而沉積下來。
沉淀區(qū)設有蜂窩斜管填料（孔徑為35mm，厚度≥δ0.6mm），為了避免水量突變的沖擊負荷的耐力強、斜管填料材質(zhì)為乙丙共聚（改性），本原材料在水下具有使用壽命長、強度高、耐抗沖擊力性能好等特點，使原水以及水中的懸浮物和藥劑進行充分反應，讓水中礬花在布水區(qū)循環(huán)狀態(tài)下與雜質(zhì)進行充分接觸形成大礬花，已形成的大礬花更密實更大，礬花密度比重大于水的比重，重力沉降到底集泥區(qū)，小礬花密度接近于水的密度一道進入斜管沉降區(qū)，由于斜管的吸附粘結(jié)在斜管壁上，系統(tǒng)設備是連續(xù)運行，所以斜管內(nèi)壁上的礬花越累越多，當隨水流上升的作用松動斜管壁上已形成的大礬花，隨重力作用滑落集泥區(qū)，集泥區(qū)污泥靠水的重力（靜壓）下由排污閥自動將泥排出至外面排水溝。
濾池反沖洗配套的羅茨風機及管路、電纜、控制線纜以及配電柜、控制柜由一體化設備自動PLC控制箱自動程序控制。
一體化凈水設備系統(tǒng)運行步驟邏輯表
模塊集成化凈水設備主要技術(shù)優(yōu)點
◆ 針對源水的水質(zhì)情況；采用合理的設計參數(shù)與凈水技術(shù)，力求簡易可靠。
◆ 智能進水系統(tǒng)；根據(jù)根據(jù)進水流量儀表反饋信號智能控制調(diào)節(jié)閥門開度，穩(wěn)定進水流量，無需人工干擾，即可達到智能平穩(wěn)制水。
◆ 采用網(wǎng)格式靜態(tài)混合器；實現(xiàn)瞬間混合，水流通過內(nèi)部交叉混合產(chǎn)生分流、交叉混合和反向旋流三個作用，使加入的藥劑迅速、均勻地擴散到整個水體中，達到瞬間混合的目的，混合效果好，并減少了用戶的投資。
◆ 斗狀網(wǎng)格絮凝裝置；提高絮凝效果，縮短絮凝時間，節(jié)約絮凝劑用量。原水與藥液形成的絮凝體，在反應區(qū)內(nèi)多次重復碰撞絮體顆粒體體積大、絮體更密實等。
◆ 凈水裝置沉淀過度區(qū)；采用緩衡過度布水區(qū)，布水流速平穩(wěn)、起到穩(wěn)速穩(wěn)流、布水均勻、無穿流現(xiàn)象。
◆ 一體化凈水器中采用斜管填料；采用不銹鋼304材質(zhì)，自動焊接而成，斜孔內(nèi)部光滑，斜孔大小一致、無變擠壓變形現(xiàn)象，具有平穩(wěn)增加沉淀區(qū)水的表面負荷，減少水的紊動，無死角的穿流現(xiàn)象，促進沉淀效果，提高了沉淀效率，具有使用壽命長、強度高、耐抗沖擊力性能好等特點。
◆ 污泥集排區(qū)；采用U型集泥槽，每臺凈水設備設置多只集泥槽，結(jié)合本公司虹吸擴張吸排污裝置產(chǎn)品，具有提高污泥濃度、排污切底干凈，排污均勻干凈，無死角，排污時間短、不浪費水源。
◆ 濾池采用傳統(tǒng)重力式濾池；濾料層形式為雙層濾料，設計過濾濾速在5～7m/h以內(nèi)，具有截污量大，集污滲透層深，過濾周期長，出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點。
◆ 智能控制制水模塊；出水智能調(diào)節(jié)閥根據(jù)清水池液位及濾池內(nèi)液位信號智能調(diào)節(jié)閥門開度，使過濾區(qū)濾料水層水位維持預設的恒水位置。
◆ 智能反洗模塊；根據(jù)濾床堵塞狀態(tài)進行過濾，當濾層表面納污量堵塞，此時濾層無法盛水，水位上升達上到預設的反沖洗水位時結(jié)合水位壓力控制儀，自動開啟反沖機組。
模塊集成化凈水設備優(yōu)勢
（1）模塊化布置，操作管理方便，室內(nèi)外均可安置。
（2）本一體化裝置不僅對濁度去除率高，另對COD、色度、膠體、腐物質(zhì)具有一定的去除效果。
（3）在刮風下雨或泥石流源水不穩(wěn)定的情況下，能承受源水濁度≤3000NTU，出水濁度≤1NTU。
（4）可適合單座小處理量Q=500m3/d，可適合大處理量Q=15000m3/d，處理量在5000m3/d的可分為多臺組合使用，在維護時可分開運行產(chǎn)水，方便維護同時不影響產(chǎn)水需求。
（5）適用范圍廣；如工礦企業(yè)給水、應急消防用水、中大型自來水廠、農(nóng)村生活用水等。
控制系統(tǒng)描述
1、PLC控制系統(tǒng)
本工程自動化系統(tǒng)的設計方案是采用目前市場比較常用的PLC系統(tǒng)，以標準的、開放的現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的、以全廠集成自動化為概念的高性能、高可靠的中控系統(tǒng)，目前已被應用，并且已被實踐驗證，確實具有可靠、成熟、專業(yè)、實用、擴展方便等優(yōu)點，能較好地滿足各種工業(yè)生產(chǎn)裝置控制的需求，能為實現(xiàn)全廠控制—管理一體化和過程控制奠定堅實的基礎(chǔ)。并配備高性能、高可靠的自動化儀表。
2、工控操作系統(tǒng)
根據(jù)凈水水處理廠的工藝流程及平面布置圖，全廠凈水站房設一個操作控制室。系統(tǒng)控制站放置于低壓配電室旁。全凈水站的管理計算機可采用以太網(wǎng)能與后期其他操作控制室內(nèi)的計算機連接，組成工廠計算機綜合管理系統(tǒng)。
本次操作控制室設1套操作站，運行人員在水處理操作室，完成對水處理系統(tǒng)的程序啟停、正常運行的監(jiān)視和調(diào)整以及異常與事故工況的處理。除了中控制外，對于PAC/PAM/次氯酸鈉消毒設備/一體化凈水器/反沖洗風機/反沖洗水泵/流量儀表/液位儀表等進行控制。
（1）一體化凈水器現(xiàn)場控制箱由現(xiàn)場PLC控制箱一對一進行對設備現(xiàn)場控制，設備啟動/故障等預留以太網(wǎng)接口，由設備現(xiàn)場控制系統(tǒng)布置在二期，管控系統(tǒng)布置在一期，待各設備供應商現(xiàn)場安裝完成后，后期由甲方負責安裝網(wǎng)線采集二期各設備的現(xiàn)場控制箱內(nèi)運行姿態(tài)至一期工控系統(tǒng)，廠家提供現(xiàn)場PLC控制箱，需具備就地/遠程切換通過轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)。
（2）PAC加藥設備現(xiàn)場控制箱由現(xiàn)場PLC控制箱，采用變頻一對一進行對加藥泵現(xiàn)場控制，設備啟動/故障等預留以太網(wǎng)接口，后期由甲方負責網(wǎng)線采集各設備的運行姿態(tài)，廠家提供現(xiàn)場PLC控制箱，需具備就地/遠程切換通過轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)。
（3）次氯酸鈉加藥設備現(xiàn)場控制箱由現(xiàn)場PLC控制箱，采用變頻一對一進行對加藥泵現(xiàn)場控制，設備啟動/故障等預留以太網(wǎng)接口，后期由甲方負責網(wǎng)線采集各設備的運行姿態(tài)，廠家提供現(xiàn)場PLC控制箱，需具備就地/遠程切換通過轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)。
3、自控系統(tǒng)設計原則
（1）高可靠性原則
具有自診斷與容錯功能，并24小時連續(xù)工作；具有計算機系統(tǒng)輔助診斷及修復功能；具有抗干擾及防雷等措施；監(jiān)控系統(tǒng)可以降級使用，即在上位機發(fā)生故障或通信中斷時，現(xiàn)場控制站可以獨立完成基本局部控制。
（2）實用性原則
為方便用戶使用操作該系統(tǒng)，操作方便、簡單易學、界面清楚、功能實用是我們設計的另一原則。在實用、大方、美觀的前提下，不片面追求過份的華而不實，讓用戶感受到真實的情況。
全圖形人機接口，使用戶清晰的了解水廠各工段的運行情況、故障報警點的分支細節(jié)，使操作迅速而正確地進行；生動的圖控技術(shù)，可使操作員通過熱鍵或鼠標來發(fā)布各種指令或切換畫面；能按要求對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，如記錄、歸檔、統(tǒng)計、查詢、打印等。
（3）專業(yè)性原則
應用短期內(nèi)不會被淘汰產(chǎn)品。盡量采用國際標準，采用當前技術(shù)。當然，作為實用工業(yè)控制系統(tǒng)，也充分考慮到技術(shù)的成熟性。
4、自動化系統(tǒng)要求
控制系統(tǒng)遵循“集中管理、分散控制、數(shù)據(jù)共享”的原則，設計選型先進、安全可靠，選用的儀器儀表、中控控制器、計算機、通訊設備等保證能長期、穩(wěn)定、高效地運行。全凈水站設備的控制可通過以下三級控制層完成：
（1）就地手動：優(yōu)先級高，當現(xiàn)場轉(zhuǎn)換開關(guān)處于“手動操作”時，工控系統(tǒng)的控制被屏蔽。主要現(xiàn)場設備均可在就地控制箱上實現(xiàn)手動／自動切換及開、停等人工操作。
（2）遠程工控自動控制：利用工控的邏輯控制功能，提供設備的自動，及關(guān)聯(lián)設備的聯(lián)動，連鎖控制，及閉環(huán)控制。各分站管轄的區(qū)域的設備以這種控制方式為主。
（3）控制室工控：通過人機操作界面，對全廠的設備進行遠程控制，實現(xiàn)宏觀調(diào)控，處理局部的停機事故和緊急狀態(tài)，維持系統(tǒng)的總體協(xié)調(diào)?？刂葡到y(tǒng)在手動／自動／中控切換中具有無擾動切換功能。
本項目中提供的控制系統(tǒng)是一套完整的、滿足買方技術(shù)規(guī)格書要求的系統(tǒng)。即當用戶將來自現(xiàn)場和配電室的信號線和總電源線正確地接入我方所提供的系統(tǒng)后，系統(tǒng)便可穩(wěn)定、可靠、安全地運行，完成預定的監(jiān)視、操作、管理、自動控制、聯(lián)鎖保護等功能。
5、工控操作室
控制室設一套操作員管理工業(yè)控制機，該系統(tǒng)對水處理廠各工藝參數(shù)，電氣參數(shù)及主要設備的運行狀態(tài)信息進行分析，處理、儲存、對各類工藝參數(shù)做出趨勢曲線，通過簡單的鍵盤操作，可進行系統(tǒng)功能組態(tài)，在線修改和設置控制參數(shù)，給下位機下達指令，CRT可直觀顯示全廠動態(tài)流程圖，并放大顯示各工段工藝流程圖，帶有動態(tài)參數(shù)顯示，趨勢曲線顯示，自動生成各類報表，可顯示和打印記錄；報警系統(tǒng)將現(xiàn)場設備的各種故障在中心控制室進行聲、光報警，并能將故障分類打印。
（1）動態(tài)圖形實時數(shù)據(jù)顯示
在計算機顯示器上動態(tài)實時顯示水處理工藝流程、各主要工藝設備和高低液位配電設備運行狀態(tài)、各環(huán)節(jié)的工藝和電氣等實時數(shù)據(jù)，使管理人員掌握當前水處理運行情況，能從總圖到詳圖多層次監(jiān)測。
（2）動態(tài)圖形總體結(jié)構(gòu)形式為分層展開式，畫面包括
☆ 監(jiān)控系統(tǒng)總圖
☆ 動態(tài)工藝流程總圖
☆ 配電系統(tǒng)圖
☆ 主要參數(shù)設備的狀態(tài)圖
（3）控制
操作人員在計算機通過鍵盤或鼠標下達開/停/關(guān)命令，畫面上應顯示操作順序圖，以不同顏色標明當時執(zhí)行步驟?？刂葡到y(tǒng)接收指令后，根據(jù)現(xiàn)場情況加以正確執(zhí)行，并有回答信號給操作員站，所有操作事件均自動登入“事件記錄表”。
（4）所供不間斷電源 （UPS）電源具有自動切換功能，備用電源容量按30分鐘考慮。
（5） 控制系統(tǒng)：操作人員在主控計算機通過鍵盤或鼠標下達開/停/關(guān)命令，畫面上應顯示操作順序圖，以不同顏色標明當時執(zhí)行步驟。PLC控制系統(tǒng)接收指令后，根據(jù)現(xiàn)場情況加以正確執(zhí)行，并有回答信號給操作員站，所有操作事件均自動登入“事件記錄表”。
6、智能系統(tǒng)組成
7、智能系統(tǒng)特點
8、智能系統(tǒng)框架
五、整體處理工藝系統(tǒng)
1、處理工藝
2、工藝簡介
3、工藝優(yōu)點
六、FV系列模塊集成化凈水設備性能優(yōu)勢
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集成化凈水設備選型表 |
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設備 |
外形 尺寸 |
產(chǎn)水量 |
進水口 |
產(chǎn)水口 |
排洗口 |
排污口 |
氣洗進口 |
水洗進口 |
氣洗量 |
水洗量 |
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型號 |
長×寬×高（m） |
（m3/d） |
DN-數(shù)量 |
DN-數(shù)量 |
DN-數(shù)量 |
DN-數(shù)量 |
DN-數(shù)量 |
DN-數(shù)量 |
Q=m3/min |
Q=m3/h |
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FV-Ⅱ-15000 |
24.50×12.00×5.20 |
15000m3/d |
300×2只 |
400×2只 |
500×2只 |
200×16只 |
250×2只 |
500×2只 |
Q=32.4m3/min |
Q=972m3/h |
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FV-Ⅱ-12500 |
24.50×10.00×5.20 |
12500m3/d |
250×2只 |
350×2只 |
450×2只 |
200×16只 |
250×2只 |
450×2只 |
Q=27.0m3/min |
Q=810m3/h |
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FV-Ⅱ-10000 |
21.50×9.00×5.20 |
10000m3/d |
250×2只 |
300×2只 |
400×2只 |
150×14只 |
200×2只 |
400×2只 |
Q=21.7m3/min |
Q=650m3/h |
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FV-Ⅱ-8000 |
19.50×8.00×5.00 |
8000m3/d |
200×2只 |
300×2只 |
350×2只 |
150×14只 |
200×2只 |
400×2只 |
Q=17.2m3/min |
Q=518m3/h |
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FV-Ⅱ-7000 |
19.50×7.00×5.00 |
7000m3/d |
200×2只 |
250×2只 |
350×2只 |
150×12只 |
200×2只 |
350×2只 |
Q=15.1m3/min |
Q=453m3/h |
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FV-Ⅱ-6000 |
19.00×6.00×5.00 |
6000m3/d |
150×2只 |
250×2只 |
300×2只 |
150×12只 |
150×2只 |
300×2只 |
Q=12.9m3/min |
Q=388m3/h |
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FV-Ⅱ-5000 |
16.50×6.00×5.00 |
5000m3/d |
150×2只 |
200×2只 |
300×2只 |
150×12只 |
150×2只 |
300×2只 |
Q=10.8m3/min |
Q=320m3/h |
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FV-Ⅱ-4000 |
15.80×5.00×5.00 |
4000m3/d |
150×2只 |
200×2只 |
250×2只 |
150×12只 |
150×2只 |
250×2只 |
Q=8.6m3/min |
Q=260m3/h |
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FV-Ⅰ-3000 |
17.20×3.50×4.50 |
3000m3/d |
150×1只 |
250×1只 |
250×1只 |
150×6只 |
150×1只 |
200×1只 |
Q=13m3/min |
Q=390m3/h |
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FV-Ⅰ-2000 |
15.00×3.00×4.50 |
2000m3/d |
150×1只 |
250×1只 |
250×1只 |
100×6只 |
150×1只 |
200×1只 |
Q=8.5m3/min |
Q=259m3/h |
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FV-Ⅰ-1000 |
8.50×2.50×4.50 |
1000m3/d |
100×1只 |
200×1只 |
200×1只 |
100×4只 |
80×1只 |
150×1只 |
Q=4.5m3/min |
Q=135m3/h |
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集成化凈水設備性能優(yōu)勢表 |
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運行費用 |
人工+電費+藥劑≤0.15-0.25元/噸水。 |
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產(chǎn)水率 |
FV系列凈水裝置產(chǎn)水達到98-99%，排出廢水率小于2%以內(nèi)。 |
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洪水雨季節(jié) |
長期在不穩(wěn)定的進水條件下懸浮物3000NTU的情況下出水小于1NTU（瞬間≤3NTU） |
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反應區(qū) |
采用斗狀網(wǎng)格絮凝裝置， 反應時間為≥20min， |
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沉淀區(qū) |
沉淀區(qū)凈停留時間為≥50min， 沉淀區(qū)表面負荷≤4.3m3/m2.h，斜管上升流速≤1.2mm/S |
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濾料選型 |
選用精制天然海砂，精制天然海砂濾料具有顆粒飽滿、大小均允、含硅量高、密度大、機械強度大、截污能力強等。 |
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更換濾料年限 |
無需整體更換濾料，在運行4-5年后，只需要添加表面厚度100mm，規(guī)格Φ0.6-Φ1.2mm細料即可。 |
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排空形式 |
沉淀區(qū)布置大面積收泥，依靠重力壓結(jié)合吸排擴張吸泥裝置，排污均勻干凈，無死角。 |
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排污形式 |
內(nèi)部設有多個V型集污區(qū)，時間自動控制排污，任意根據(jù)現(xiàn)場來水狀況可設獨立排污/多個同時排污。 |
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集水形式 |
采用H型多槽大平面集水，集水均勻，無死角。 |
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進水壓力 |
進水壓力保持≥0.06mpa，均可使用，不影響設備穩(wěn)定運行。 |
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主體材質(zhì) |
碳鋼防腐（使用壽命20年左右），不銹鋼304材質(zhì)（使用壽命50年左右） |
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設計運行濾速 |
運行濾速7m/m2.h，反沖洗頻率少，反沖洗周期長。 |
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智能控制系統(tǒng) |
分為三級控制，PLC控制、現(xiàn)場控制、APP遠程控制，所有設備運行記錄累計記錄30日歷天。 |
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智能加藥系統(tǒng) |
絮凝加藥量/消毒液加藥量根據(jù)在線儀表測量數(shù)據(jù)實時控制運行 |
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模塊集成化凈水設備性能表 |
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適用于水源 |
地下水、內(nèi)河水、黃河水、水庫水、礦井下水等作為處理對象 |
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原進水/凈水水質(zhì)【NTU】 |
原水濁度≤3000NTU。凈水濁度≤1NTU。 |
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沖洗時間【分鐘】 |
氣反洗2min（可調(diào)）。 |
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氣水反洗4min（可調(diào)）。 |
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水反洗6min（可調(diào)）。 |
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設計運行濾速【米/時】 |
7m.m2/h |
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沖洗強度【L·m2/s】 |
氣沖洗12L.m2/s（可調(diào)） |
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氣水沖洗12L.m2/s，水沖洗3L.m2/s（可調(diào)） |
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水沖洗6L.m2/s（可調(diào)） |
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水處理設備技術(shù)條件 |
JB/T2932-1999 |
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水處理用石英砂濾料 |
CJ24.1 |
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給水用聚氯乙烯管材 |
GB10002.l/ GB10002.2 |
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飲用水（防腐）規(guī)范 |
無毒防腐漆防腐《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB5749-2022標準 |
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出水執(zhí)行標準 |
出水符合國內(nèi)《GB 5749-2022-生活飲用水衛(wèi)生標準》執(zhí)行 |
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檢驗證書編號 |
Q/320282BH001-2019 |
